JPH0615337U - 圧電共振子 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 比較的厚みの厚い圧電素子が載置される場合
でも、導電性接着剤の接続が確実で、高い信頼性が得ら
れる圧電共振子を提供する。 【構成】 蓋体３の凹部３１の対向する内壁に段部３
２、３３が設けられ、段部３２、３３に導電性接着剤２
２、２３が塗布され、この上に上下各表面の異なる端部
から中央に延びる引き出し電極２１ａ、２１ｂが形成さ
れた圧電素子２に載置され、さらに圧電素子２の両端上
面に導電性接着剤２２、２３が塗布され、誘電体基板１
上の電極パターン１１ａ、１２ａと圧電素子２の引き出
し電極２１ａ、２１ｂとを接合するように誘電体基板１
と蓋体３と接合してなる圧電共振子１０である。圧電素
子２の両端部に導電性接着剤２２、２３が容易に廻り込
めるようなスリット４ａ、４ｂが設けられている。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、圧電共振子、特に、マイコンのクロックとして用いられるチップ型 圧電共振子に関する。

【０００２】

【従来の技術】

マイクロコンピュータのクロックパルス発振器用の共振子として、圧電素子を 利用した圧電共振子が多用されている。

【０００３】 従来の圧電共振子３０の一例として、図４に示すように、容量成分が形成され た誘電体基板１と、圧電素子２と、凹部３１が形成された蓋体３とから構成され れている。

【０００４】 誘電体基板１は、所定誘電率の誘電体磁器から成る基板の一方主面に、所定容 量を発生する容量電極パターン１１、１２、１３が形成されている。尚、他方主 面には、基板の端面を介して容量電極パターン１１ａ、１２ａ、１３ａと接続し た端子パターン１１ｂ、１２ｂ、１３ｂが形成されている。

【０００５】 圧電素子２は、圧電磁器を短冊状に形成した基板からなり、その両主面には、 夫々長手方向の異なる方向に延出する振動電極２１ａ、２１ｂが形成されている 。

【０００６】 蓋体３は、前記圧電素子２を収納し得る寸法の凹部３１を有し、この凹部３１ の長手方向の対向する内壁には圧電素子２を載置するための段部３２、３３が形 成されている。

【０００７】 このような誘電体基板１、圧電素子２、蓋体３の組立は、まず、圧電素子２が 配置された蓋体３と誘電体基板１とが接合する蓋体３の縁部に封止用接着剤１４ を塗布し、仮硬化させる。

【０００８】 次に、蓋体３の段部に導電性接着剤２２、２３を塗布し、この段部３２、３３ に圧電素子２の両端を載置する。圧電素子２の端部を、導電性接着剤２２、２３ に埋没するように載置するが、必要に応じて、さらに導電性接着剤２２、２３を 塗布する。

【０００９】 次に、圧電素子２が配置された蓋体３を、誘電体基板１に接合させる。この時 、圧電素子２の端部が埋没された導電性接着剤２２が容量電極パターン１１ａと 接続するように、また導電性接着剤２３が容量電極パターン１２ａと接続するよ うにする。

【００１０】 その後、加熱により封止用接着剤１４を硬化して、誘電体基板１と蓋体３とを 完全に接合する。

【００１１】 これにより、誘電体基板１上に形成された所定容量電極パターン１１ａ、１２ ａ、１３ａ、及び圧電素子２を、圧電共振子３０が実装された回路（図示せず） に接合する際のはんだ付け及びその後の洗浄工程から保護することができる、小 型な圧電共振子３０となる。また、図５に示す発振回路の等価回路の点線部分に 相当する圧電共振子が達成される。尚、図５中の符号Ｘは、圧電素子２に対応し 、符号Ｃ₁ は、例えば誘電体基板１上の容量電極パターン１１ａと容量電極パタ ーン１３ａとの間の容量に相当し、符号Ｃ₂ は、例えば誘電体基板１上の容量電 極パターン１２ａと容量電極パターン１３ａとの間の容量に相当する。

【００１２】

【考案が解決しようとする課題】

上述の圧電共振子において、共振周波数が４〜８ＭＨｚの場合には、圧電素子 ２の厚みは、通常、０．１５〜０．３ｍｍである。この程度の厚みの圧電素子２ の場合には、蓋体３の導電性接着剤２２、２３を塗布した段部３２、３３に圧電 素子２を載置して、押しつけると、圧電素子２の端部と蓋体３の凹部３１の圧電 素子２の端部と対向する内壁との間の間隙から、導電性接着剤２２、２３が押し 上がって盛り上がる。その後にさらに導電性接着剤２２、２３を供給すると先の 盛り上がった導電性接着剤２２、２３と簡単に接続し、導通不良が少ないものの 、例えば、共振器周波数が２ＭＨｚ程度となり、圧電素子２の厚みが０．６ｍｍ と厚くなると、圧電素子２の端部から充分に盛り上がらず、後に供給される導電 性接着剤２２、２３と導通不良が発生しやすい。これにより、蓋体３と誘電体基 板１とを封止用接着剤１４で封止する際に、導電性接着剤２２と容量電極パター ン１１ａとを接続し、また導電性接着剤２３と容量電極パターン１２ａとを接続 するようにしても、特に、圧電素子２の振動電極２０ａ、即ち誘電体基板１と反 対側に位置する側の振動電極２０ａと容量電極パターン１１ａとの導通不良が発 生する。これによって、所定特性が導出されない圧電共振子３０となってしまう 。

【００１３】 本考案は、上述の問題点に鑑みて案出されたものであり、その目的は、厚みが 比較的に厚い圧電素子を載置した場合にでも、導電性接着剤を介して基板に形成 した電極パターンに確実に接続でき、高い信頼性が得られる圧電共振子を提供す ることにある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】

第１の本考案は、複数個の電極パターンが形成された誘電体基板と、蓋体とか ら成る容器内部に、両主面で異なる方向に延出した振動電極を有する圧電素子を 、該圧電素子の振動電極と誘電体基板の電極パターンとを導電性接着剤を介して 電気的に接続させた状態で収容して成る圧電共振子において、前記圧電素子の両 端部で前記振動電極が形成されていない端面に、幅方向に貫く導電性接着剤の廻 り込み用スリットを設けた圧電共振子である。

【００１５】 また、第２の本考案は、複数個の電極パターンが形成された誘電体基板と、蓋 体とから成る容器内部に、両主面で異なる方向に延出した振動電極を有する圧電 素子を、該圧電素子の振動電極と誘電体基板の電極パターンとを導電性接着剤を 介して電気的に接続させた状態で収容して成る圧電共振子において、前記圧電素 子の両端部に、厚み方向に貫く導電性接着剤の廻り込み用スリットを設けた圧電 共振子である。

【００１６】

【作用】

本考案の圧電共振子では、圧電素子の両端部で振動電極のない端面に幅方向を 貫くスリットが設けられている、又は圧電素子の両端部に厚み方向を貫くスリッ トが設けられているので、段部に塗布した導電性接着剤に圧電素子を載置して、 押しつけた時、導電性接着剤が蓋体の凹部の内壁と圧電素子のスリットを形成し た端部から充分な量の導電性接着剤が押し出されることになる。このため、さら に導電性接着剤を塗布しても、先の導電性接着剤と接続が確実となる。即ち、圧 電素子の厚みが増しても圧電素子の振動電極と基板の端子電極との間に断線が生 じにくく、高い信頼性を有する圧電共振子を得ることができる。

【００１７】 また、圧電素子を蓋体の段部に載置し、導電性接着剤を供給する時、蓋体の凹 部と圧電素子の端部との間の間隙が、スリットの開口によって実質的に増大し、 導電性接着剤を供給する際に、容易にその開口に導電性接着剤を供給することが できる。

【００１８】

【実施例】

以下、本考案の圧電共振子を図面に基づいて詳説する。図１は、本考案の圧電 共振子の縦断面図であり、図２は、組立工程における分解斜視図である。

【００１９】 尚、図４と同一部分は同一符号で説明する。

【００２０】 図において、圧電共振子１０は、誘電体基板１と、圧電素子２と、蓋体３とか ら主に構成されている。

【００２１】 誘電体基板１は、チタン酸バリウム、チタン酸ランタン、チタン酸カルシウム 、アルミナ等の誘電体磁器材料からなり、矩形平板状に形成されている。基板１ の表面側主面には、電極パターンとして、図５の容量Ｃ₁ 、Ｃ₂ を導出するため に、容量電極パターン１１ａ、１２ａ、１３ａが形成されている。また、基板２ の裏面側主面には容量電極パターン１１ａ、１２ａ、１３ａと基板の端面で接続 する端子電極パターン１１ｂ、１２ｂ、１３ｂが形成されている。尚、前記容量 電極パターン及び端子電極パターンは、銀、銀−パラジウム等の材料からなる導 電性ペーストを基板１表面又は裏面に塗布して、焼きつけることにより形成され ている。

【００２２】 蓋体３は、圧電素子２を収納するためのアルミナ等の材料からなる直方体状 の箱体である。蓋体３の中央部には、長手方向に延びる凹部３１が設けられてい る。凹部３１は、図中の下面が開口しており、その開口幅は圧電素子２の長さよ り大なる幅であり、開口長さは圧電素子２の長さよりも長く設定されている。凹 部３１の長さ方向両端部には、段部３２、３３が形成されている。

【００２３】 圧電素子２は、圧電磁器の短冊状の部材であり、その厚みは段部３２、３３の 高さよりも小さく設定されている。圧電素子２の両主面には、互いに異なる方向 、即ち、図１において、振動電極２０ａは、圧電素子２の図中上部側の主面に、 圧電素子２の左側端部にまで、また、振動電極２０ｂは、圧電素子２の図中下部 側の主面に右側端部にまで夫々延出して、図２のように、引き出し電極部２１ａ 、２１ｂが形成されている。この引き出し電極部２１ａ、２１ｂは、夫々段部３ ２、３３に対応する位置まで延出されている。圧電素子２は、蓋体３の凹部３１ 内に配置され、両端部がそれぞれ段部３２、３３内で導電性接着剤２２、２３に よりそれぞれ固定されている。

【００２４】 また、圧電素子２の両端部において、引き出し電極部２１ａ、２１ｂが形成さ れた端部と対向する端部には、ダンピング用スリット２４ａ、２４ｂ及び導電性 接着剤の廻り込み用スリット４ａ、４ｂが形成されている。

【００２５】 ダンピング用スリット２４ａ、２４ｂは、圧電素子２の両端部から若干中央寄 りに、圧電素子２の幅方向を貫通して形成されている。このスリット２４ａ、２ ４ｂによって、圧電振動エネルギーの閉じ込め効果をアップさせ導電性接着剤に よる振動特性のダンピングを防止して特性の安定化を図るものである。

【００２６】 また、導電性接着剤の廻り込み用スリット４ａ、４ｂは、段部３２、３３に位 置する部分に、圧電素子２の幅方向を貫通して形成されている。図では、圧電素 子２の最端部に形成されており、実際には、断面がＬ字状を成している。このス リット４ａ、４ｂによって、圧電素子２の端部における厚みを減少させることに より、段部３２、３３に塗布した導電性接着剤２２、２３が、圧電素子２の載置 及び押しつけにより、圧電素子２の端部と蓋体３の凹部３１の内壁部との間隙か ら容易且つ確実に押し出されるようにするものである。

【００２７】 実際には、図１中、振動電極２０ｂ側では、誘電体基板１に対向する側である ため、最初に塗布する導電性接着剤２３は、蓋体３と圧電素子２との機械的接合 であり、後で供給する導電性接着剤２３との電気的な接合は不要であるため、特 に振動電極２１ｂ側については問題がない。

【００２８】 これに対して、図１中、振動電極２０ａ側では、引き出し電極２１ａが誘電体 基板１との接合側と反対する素子２の主面に形成されているため、段部３２に最 初に塗布した導電性接着剤２２と、圧電素子２を載置、押しつけた後に供給する 導電性接着剤２２とが確実に導通するようにしなければならい。この時、本考案 のように、圧電素子２の最端部に形成した廻り込み用スリット４ａを形成するこ とにより、この部分での圧電素子２の厚みが減少し、圧電素子２の載置、押しつ けにより、最初に塗布された導電性接着剤２２が、圧電素子２と蓋体３の凹部３ １の内壁との間から確実に押し出されることになる。また、圧電素子２のスリッ ト４ａによって凹部３１の内壁との間隙がスリット４ａの幅を加えた分だけ広く なるため、後で供給する導電性接着剤２２が、その開口に容易に注入させること ができ、さらに押し出された導電性接着剤２２との一体化が極めて容易になり、 確実な接続が達成できることになる。

【００２９】 尚、スリット４ａ、４ｂを圧電素子２の両端部に形成したのは、圧電素子２の 配置方向の位置決めをなくすためである。

【００３０】 この導電性接着剤の廻り込み用スリット４ａ、４ｂの深さは、例えば圧電素子 ２の厚み０．６ｍｍに対して、その圧電素子２の端部が厚みが０．３ｍｍ程度に なるように設定され、幅０．３〜０．５ｍｍ程度に設定されている。

【００３１】 さらに、図中の第２のスリット４ａ、４ｂは、圧電素子２の端部に幅方向を貫 通するように平面的に形成されているが、図３に示すように、圧電素子２の端部 に厚み方向に貫通するように、さらに複数個形成しても構わない。この時、一方 主面側に現れるスリットの開口は幅０．３ｍｍ×長さ０．３ｍｍ程度であれば、 このスリットの開口から容易に導電性接着剤２２、２３を押し出すことができる 。

【００３２】 圧電共振子１の組立に際しては、まず、所定形状の圧電素子２、及び蓋体３を 用意する。そして、蓋体３の基板１との接合面部分に封止用接着剤１４を塗布し 、。仮硬化させ、さらに、蓋体３の段部３２、３３に導電性樹脂２２、２３を塗 布し、その上に圧電素子２を載置する。さらに、段部３２、３３に導電性樹脂２ ２、２３を供給して、蓋体３の図中下面よりも高くなる量の導電性樹脂２２、２ ３を盛る。

【００３３】 次に、誘電体基板１が複数抽出される大型基板を用意する。尚、大型基板には 、誘電体基板１が容易に抽出できるように、ブレークライン及び表面側の容量電 極パターン１１ａ、１２ａ、１３ａと裏面側の端子電極パターン１１ｂ、１２ｂ 、１３ｂとが導通するように端面スルーホール又は通常のスルーホールが形成さ れている。また、この大型基板には、ダンピング用スリット２４ａ、２４ｂ及び 導電性接着剤の廻り込み用スリット４ａ、４ｂを形成されている。

【００３４】 この大型基板の表面側には、帯状の容量電極パターン１１ａ、１２ａ、１３ａ を厚膜手法で塗布し乾燥後に、裏面側の端子電極パターン１１ｂ、１２ｂ、１３ ｂを塗布する。その後一括的に誘電体基板１に焼きつける。

【００３５】 次に大型基板をブレークラインに沿って分割して、所定寸法の誘電体基板１を 得る。

【００３６】 次に、先の圧電素子２が配置された蓋体３の導電性接着剤２２、２３が容量電 極パターン１１ａ、１２ａと接続するように基板２の上面に載置する。

【００３７】 その後、封止用接着剤１４を加熱処理して、完全に硬化させ、蓋体３と基板１ とを接合して、圧電共振子１０が完成する。

【００３８】 上述のように組立られた圧電共振子１０は、上述したように、たとえ、圧電素 子２の厚みが厚くなったとしても、導電性接着剤の廻り込み用スリット４ａ、４ ｂを形成したため、段部３２、３３に塗布した導電性接着剤２２、２３に圧電素 子２を載置し、押しつけることにより、圧電素子２の導電性接着剤２２、２３と 接しない主面側にまで、押し出され、この状態でさらに導電性接着剤２２、２３ を供給するので、最初に塗布した導電性接着剤２２、２３と圧電素子２の載置後 に供給される導電性接着剤２２、２３との電気的な接続が確実となり、誘電体基 板１上に形成した容量電極パターン１１ａ、１２ａと圧電素子２の引き出し電極 ２１ａ、２１ｂとが導電性接着剤２２、２３を介して確実に接続されることにな る。

【００３９】 尚、上述の実施例において、圧電共振子１では、誘電体基板１には、図５に示 す発振回路の点線部分に相当する圧電共振子を得るために容量が導出できる電極 パターンを形成したが、容量電極パターンの形状は種々の変化が可能であり、さ らに容量電極パターンではなしに、基板上に配線電極パターンや電子部品などを 形成し、圧電素子２の引き出し電極２１ａ、２１ｂが所定の配線電極パターンと 接合するようにしても構わない。

【００４０】

【考案の効果】

以上のように、本考案では、圧電素子の端部に導電性接着剤の廻り込み用スリ ットを形成したため、圧電素子を配置する前に塗布した導電性接着剤が圧電素子 の導電性接着剤と接しない主面側にまで容易に廻り込ませることができるので、 圧電素子を配置した後に供給される導電性接着剤と先の導電性接着剤との接合が 確実となり、圧電素子の厚みが増しても圧電素子の振動電極と基板の電極パター ンとの間とが確実に接続され、信頼性の高い圧電共振子となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の圧電共振子の縦断面図。

【図２】本考案の圧電共振子の組立状態において、導電
性接着剤を省略した状態における分解斜視図。

【図３】本考案の他の圧電共振子に用いられる圧電素子
の斜視図。

【図４】従来の圧電共振子の縦断面図。

【図５】圧電共振子を用いた発振回路の等価回路図。

【符号の説明】

１０・・ 圧電共振子 １・・・・誘電体基板 １１ａ、１２ａ、１３ａ・・・容量電極パターン ２・・・・圧電素子 ２０ａ、２０ｂ・・・振動電極 ２１ａ、２１ｂ・・・引き出し電極 ２２、２３・・・導電性接着剤 ２４ａ、２４ｂ・・・ダンピング用スリット ３・・・・蓋体 ３１・・・凹部 ３２、３３・・・段部 ４ａ、４ｂ・・・・導電性接着剤の廻り込み用スリット

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数個の電極パターンが形成された誘電
   体基板と、蓋体とから成る容器内部に、両主面で異なる
   方向に延出した振動電極を有する圧電素子を、該圧電素
   子の振動電極と誘電体基板の電極パターンとを導電性接
   着剤を介して電気的に接続させた状態で収容して成る圧
   電共振子において、 前記圧電素子の両端部で前記振動電極が形成されていな
   い端面に、幅方向に貫く導電性接着剤の廻り込み用スリ
   ットを設けたことを特徴とする圧電共振子。
2. 【請求項２】 複数個の電極パターンが形成された誘電
   体基板と、蓋体とから成る容器内部に、両主面で異なる
   方向に延出した振動電極を有する圧電素子を、該圧電素
   子の振動電極と誘電体基板の電極パターンとを導電性接
   着剤を介して電気的に接続させた状態で収容して成る圧
   電共振子において、 前記圧電素子の両端部に、厚み方向に貫く導電性接着剤
   の廻り込み用スリットを設けたことを特徴とする圧電共
   振子。